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1、项目编号： 福州大学本科生科研训练计划（SRTP）申 请 表项目名称： 自制电动自行车智能充电器 申 请 者： 刘莉莉 苗琰 曾晓斌 所在院系： 电气工程与自动化学院 指导教师： 刘向军 联系电话： 15980267240 电子信箱： miaoyanpeng1986 申请日期： 2006年11月 福州大学教务处制填 表 说 明1、 本开题报告一律用计算打印，如实填写。2、 SRTP立项时间一般为1年时间，起止时间为指每年12月起至第二年12月止。3、 经审批立项后，本开题报告一式三份分存教务处，学院和课题组备案、归档。4、 如填表有不明事宜，请与教务处实践科或学院本科教学办联系和咨询。联系电话
2、：7894866简 况项 目名 称自制电动自行车智能充电器来 源A自选 B导师类型 A理科 B工科 C管理 D人文 E法学 F管理G 其他 （B）起止年限2006年12月2007 年12 月申请金额0.15万元项 目负责人姓 名刘莉莉性 别A.男 B.女出生年月1986.9所在院系电气工程与自动化学院专 业自动化专业年 级2004级指导教师姓 名刘向军性 别A.男 B.女出生年月1970.9所在院系电气职 称副教授学 位博士项目组主要成员姓名性别出生年月所在学院专业项目中的分工签字刘莉莉女1986.9电气工程与自动化电气工程与自动化协调工作苗琰女1986.1电气工程与自动化电气工程与自动化设计
3、部分曾晓斌男电气工程与自动化电气工程与自动化论文整理摘要（一七0字）研究主要内容及意义目前电动自行车蓄电池充电器以恒压定时方式进行充电，效率低且对蓄电池损伤大，不能满足蓄电池的性能要求，因此作为电动自行车能源的蓄电池的充电技术已成为重要的研究课题。本课题利用单片机，采用PWM控制方式，对电动自行车铅酸蓄电池进行恒电流充电，并根据温度检测反馈的方式实时检测充电电流的大小，通过实时控制充电电流的大小，实现蓄电池的快速充电，延长蓄电池的寿命，有利于电动自行车的快速发展。一、立项的依据和意义（包括项目的研究意义、国内外研究现状分析，特色与创新之处并附主要参考文献及出处）为了解决能源和环境污染问题，世界
4、各国正在大力开发电动车辆，其中电动自行车已有多种产品投放市场，电动自行车由于它的独特优点，受到使用者的青睐，正在迅速发展。电池是电动自行车的“心脏”，是决定电动自行车性能的重要零件之一，目前国内的电动自行车多数使用密封铅酸蓄电池，这是因为密封铅酸蓄电池具有免维护、安全不漏液以及价格低廉等特点，可以完全满足电动自行车的使用要求，特别是考虑到价格因素，预计在今后一段时期里，国内的电动自行车仍将主要使用密封铅酸蓄电池。但蓄电池的使用寿命不尽人意。一组新电池应该行驶12000公里左右，而实际使用寿命远远达不到这一指标，给使用者带来经济损失和不便，这个问题也给电动自行车的发展带来很不利的影响。由于密封铅
5、酸蓄电池具有充电制度严格，同样的电池在不同的充电条件下会表现出很大的性能的不良，形象地说是“电池不是用坏的，而是充坏的”，究其原因主要是阀控密封铅蓄电池害怕过充电和欠充电。电动自行车有四大部分组成，蓄电池、电动机、控制器、充电器。据了解，前三部分技术已基本成熟，能达到实用的要求，唯一没有达到要求的是充电器，充电器的好坏决定了蓄电池的使用寿命。目前，国内生产的电动自行车蓄电池充电器均以恒压、定时方式进行充电，充电效率低且安全性差，不能满足蓄电池对充电器提出的性能要求。国内的电动自行车的厂家很多都是采用一段式恒电压充电方式，使用这种方式的优点是设计简单，易于控制，缺点是充电过程后期充电电流过小,
6、极板深处的活性物质不能充分恢复, 因而不能保证蓄电池彻底充足。另外一种常用的充电方法是二段式充电方式，使用二段式恒电压方式充电时，当充电电流下降后，充电电压也同时切换到涓流充电电压，所以即使延长充电时间也不会造成过充电。缺点是当进行85以上的深度放电时也可能会出现充电不足的现象。电动自行车蓄电池工作条件十分苛刻频繁的大电流、深放电、高温低温、日晒雨淋。为了保证在如此工况下工作的电池能够具有较长的寿命，单纯依靠电池自身的技术进步显然是不全面的，蓄电池的充电过程对其寿命影响最大，过充电、充电不足是引起蓄电池故障的主要原因。所以，必须通过实际合理的充电策略和充电算法以有效的减少蓄电池的损伤、减少充电
7、损耗、提高充电速度。因此作为电动自行车能源的蓄电池的充电技术已成为重要的研究课题。 本课题利用单片机，采用PWM控制方式，对电动自行车铅酸蓄电池进行恒电流充电，并根据温度检测反馈的方式实时检测充电电流的大小，通过实时控制充电电流的大小，实现蓄电池的快速充电，延长蓄电池的寿命，有利于电动自行车的快速发展。参考文献：1、林成武，高国强，单片机控制的蓄电池充电器，沈阳工业大学学报，1999年第3期2、刘孝伟，周明明，周龙瑞，对电动自行车铅蓄电池充电器的研究，中国自行车，2001年第7期3、闫智刚，我国电动自行车用铅蓄电池的发展，电池工业，2004年第5期4、电动自行车用铅蓄电池的充电方式对电池性能的
8、影响，二、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题研究目标：使用单片机控制，采用PWM方式控制的恒定电流充电技术，根据实时检测到的蓄电池状态参数控制充电电流的大小，从而加快充电速度，提高充电器的性能，延长蓄电池的使用寿命。并设计制作出样机。研究内容：1、 在对充电过程的分析的基础上，提出何种充电方式；2、 根据实时检测到的蓄电池状态参数控制充电电流的大小，提出采用何种控制方式；3、 根据实时检测到的蓄电池状态参数，实现充满自停。4、设计制作样机，进行实验验证。拟解决的关键问题： 1、如何根据实时检测到的蓄电池状态参数（温度）来控制充电电流的大小2、如何实现快速充电，充满自停。三、预期的研究成果、成
9、果的提供形式（论文、设计、产品、软件开发、专利、研究或调研报告等）、应用前景和效益分析成果的提供形式：制作出一个实用的电动自行车快速充电器，成果以产品的形式形成并附有论文说明。应用前景分析：中国是世界上的自行车王国，也会是世界上的电动自行车车王国。据统计全国自行车蓄电池仅 2003 年就销售 800 万台，2004年达1500 万台。而目前电动车普通铅酸电池的使用寿命仅一年左右。研究发现 ：电池充电过程对电池寿命影响最大，放电过程的影响较少。也就是说，绝大多数的蓄电池不是用坏的，而是“充坏”的。由此可见，一个好的充电器对蓄电池的使用寿命具有举足轻重的作用。因此具有良好性能的充电器市场前景广阔。
10、四、拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法：在阅读相关资料的基础上，在指导老师的指导下，提出设计方案，进行设计制作。技术路线：1、查阅相关资料，提出设计方案；2、进行设计制作和调试；3、进行试验验证。实验方案：单片机控制的智能自行车充电器，并实现检测控制来实现充电器快速充电延长蓄电池的使用寿命可行性分析：1. 市场分析有关部门也作过统计：目前，全国有13亿人口，电动自行车使用人数还不到，因此，中国的电动自行车市场还有很大的发展空间（统计当前市场的总额、竞争对手所占的份额，分析本产品能占多少份额。）2. 技术可行性分析a. 采用PWM方式控制的恒定电流充电技术，保证充电电流的恒
11、定。b.进行温度检测以保证实时监控。c.采用单片机控制电路，能保能电路的可靠性。d.采用数显，智能化充电器。 寿命是用户十分关心的问题，电池的过充电，过放电和充电不足是引起电池故障的主要原因，其中过充电，充电不足是充电方法不当引起的。为了实现智能化充电，我们采用单片机作为控制器，实时监控电压，电流，使充电过程按理想的充电曲线进行，达到既保护电池，又能使电池充满的效果。五、研究工作进度安排2007.03-2007.07设计和调试电路2007.07-2007.08制作电动自行车快速充电器2007.09-2007.10 测试制作的充电器的性能可靠性2007.11-2007.12完成论文结题六、实现本
12、项目最终目标已具备的条件（包括过去的研究工作基础，研究人员及协作条件，实验条件）需要有微机计算机原理与接口技术单片机电路数字电子技术模拟电子技术检测等课程作为基础，并有一定的实践能力。前人已经做过一些关于这方面的研究，我们可以以其作为参考，进一步改进，并且实验室已具备相应的实验条件。七、申请项目经费预算表预算支出科目金 额(万元)计 算 根 据 及 理 由铅蓄电池0.05购买电动自行车用蓄电池材料费0.08购买变压器、整流桥、单片机、数显管以及其他电子元器件其他0.02购买书籍，复印、打印费、交通费等合 计0.15八、指导教师意见签名： 年 月 日九、学院SRTP领导小组意见： 组长（签名）： 学院盖章： 年 月 日十、学校SRTP领导小组意见： 批准资助金额： 负责人（签名）： 教务处盖章 年 月 日
